CN114454957A - 用于横向控制的融合驾驶员和自动转向命令的系统和方法 - Google Patents

用于横向控制的融合驾驶员和自动转向命令的系统和方法 Download PDF

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CN114454957A CN202110516981.5A CN202110516981A CN114454957A CN 114454957 A CN114454957 A CN 114454957A CN 202110516981 A CN202110516981 A CN 202110516981A CN 114454957 A CN114454957 A CN 114454957A
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Abstract

提供了一种用于生成用于控制车辆的转向命令的方法。该方法包括:当车辆以半自主模式行驶时，由车辆中的转向控制器生成第一车辆转向控制扭矩命令；基于为补偿轨迹误差而生成的第一车辆转向角命令和响应于车辆导航使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令，生成经阻抗调整的车辆转向角命令；基于经阻抗调整的车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差异，由车辆中的转向控制器生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令；基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令，由车辆中的动力转向系统生成转向命令；以及根据转向命令操作车辆。

Description

用于横向控制的融合驾驶员和自动转向命令的系统和方法
技术领域
本专利文件中描述的技术总体上涉及用于生成陆地驱动车辆的转向命令的系统和方法，更具体地，涉及用于生成将驾驶员生成的转向输入和计算机生成的转向输入的转向命令进行融合的系统和方法。
背景技术
近年来，陆地驾驶车辆的自主和半自主驾驶功能取得了显著进步，如超级巡航(一种无手操作的半自主驾驶辅助功能，使用高清地图和监控道路的传感器来帮助车辆转向、加速和减速)、LKA(车道保持辅助，这是一种半自主驾驶功能，帮助转向以保持车辆在车道上居中)等。车辆在许多方面仍有待改进。
半自主横向控制功能，如LKA和超级巡航，与司机分担驾驶车辆的工作。然而，半自主横向控制特征可能会对抗(oppose)驾驶员手动启动的预期车辆操纵。例如，车道保持或居中特征可能会不方便地对抗驾驶员的预期操纵，并在不超驰控制车道保持或居中特征的情况下防止驾驶员保持相对于车道中心的预期偏移。在这种情况下，当半自主控制特征与驾驶员手动启动的预期车辆操纵对抗时，可能有必要解除半自主控制特征。在完成预期的手动操作后，如果需要继续使用半自主控制功能，驾驶员通常必须重新启用该功能。
因此，期望提供用于将驾驶员生成的转向输入和计算机生成的转向输入进行融合而不解除半自主驾驶特征的系统和方法。此外，结合附图，从随后的详细描述和所附权利要求中，其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
提供了用于将手动转向控制与驾驶员辅助或半自主驾驶特征进行融合而不解除驾驶员辅助或半自主驾驶特征的系统和方法。在一个实施例中，提供了一种用于在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令的方法。该方法包括:当车辆以半自主模式行驶时，由车辆中的转向控制器生成第一车辆转向控制扭矩命令；基于为补偿轨迹误差而生成的第一车辆转向角命令和响应于车辆导航使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令，生成经阻抗调整的车辆转向角命令；基于经阻抗调整的车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差，由车辆中的转向控制器生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令；基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令，由车辆中的动力转向系统(例如，EPS)生成转向命令；以及根据转向命令操作车辆。
在一个实施例中，生成经阻抗调整的车辆转向角命令包括生成经阻抗调整的车辆转向角命令包括，基于以下等式确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000021
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在一个实施例中，生成经阻抗调整的车辆转向角命令包括，基于s域方程确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000022
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在一个实施例中，生成经阻抗调整的车辆转向角命令包括，基于离散时间实现方程确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000023
Figure BDA0003061931580000024
和
Figure BDA0003061931580000025
其中M,B,K是可调控制参数，t是时间，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在一个实施例中，在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令包括将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中。
在一个实施例中，将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中包括基于车辆操纵类型采用可变阻抗，以通过基于车辆操纵类型选择可调控制参数的唯一值来调整计算的车辆转向角命令。
在一个实施例中，将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中包括当横向控制特征被激活时，通过选择可调控制参数的值来调整转向感觉，以改善转向感觉。
在一个实施例中，将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中包括通过选择允许相对于控制路径的预期偏移的可调控制参数的值，使得测量的驾驶员能够保持相对于半自主驾驶系统遵循的控制路径的预期偏移，而不解除半自主驱动系统。
在一个实施例中，将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中包括通过选择可调控制参数的值来减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量，所述可调控制参数减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量。
在另一个实施例中，提供了一种车辆中的系统，用于在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令。该系统包括:阻抗控制器，被配置为基于为补偿轨迹误差而生成的第一车辆转向角命令和响应于车辆导航使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令来生成经阻抗调整的车辆转向角命令；转向控制器，其被配置为在车辆以半自主模式行驶时生成第一车辆转向控制扭矩命令，并且被配置为基于经阻抗调整的车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令；以及动力转向系统(例如，电动助力转向系统)，其被配置为基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令来生成转向命令；其中所述车辆被配置成根据所述转向命令操作。
在一个实施例中，阻抗控制器被配置成基于以下等式生成经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000031
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在一个实施例中，阻抗控制器被配置成基于s域方程生成经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000041
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在一个实施例中，阻抗控制器被配置成基于离散时间实现方程确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000042
Figure BDA0003061931580000043
和
Figure BDA0003061931580000044
其中M,B,K是可调控制参数，t是时间，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在一个实施例中，阻抗控制器被配置成调整可调控制参数以适应硬件差异、驾驶偏好和/或道路条件。
在一个实施例中，该系统还被配置成将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中。
在一个实施例中，该系统还被配置为使用基于车辆操纵类型的可变阻抗来调整计算的车辆转向角命令，其中为了使用基于车辆操纵类型的可变阻抗，阻抗控制器被配置为基于车辆操纵类型来选择可调控制参数的唯一值。
在一个实施例中，该系统还被配置为当横向控制特征被激活时调整转向感觉，其中为了当横向控制特征被激活时调整转向感觉，阻抗控制器被配置为选择可调控制参数的值以改善转向感觉。
在一个实施例中，该系统还被配置为允许驾驶员保持相对于半自主驱动系统遵循的控制路径的预期偏移，而不解除半自主驱动系统，其中为了允许驾驶员保持相对于半自主驱动系统遵循的控制路径的预期偏移，阻抗控制器被配置为选择可调控制参数的值，以允许相对于控制路径的预期偏移。
在一个实施例中，该系统还被配置成减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量，其中为了减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量，阻抗控制器被配置成选择可调控制参数的值，该可调控制参数减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量。
在另一个实施例中，提供了编码有编程指令的非暂时性计算机可读介质，所述编程指令可配置成使车辆中的处理器执行用于生成转向命令的方法，所述转向命令用于在车辆运行期间控制车辆。该方法包括:当车辆以半自主模式行驶时，由车辆中的转向控制器生成第一车辆转向控制扭矩命令；基于为补偿轨迹误差而生成的第一车辆转向角命令和响应于车辆导航使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令，生成经阻抗调整的车辆转向角命令；基于经阻抗调整的车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差异，由车辆中的转向控制器生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令；基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令，由车辆中的动力转向系统(例如，EPS)生成转向命令；以及根据转向命令操作车辆。
在一个实施例中，生成经阻抗调整的车辆转向角命令包括基于以下等式确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000051
Figure BDA0003061931580000052
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在一个实施例中，在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令包括将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的转向扭矩中，并且将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的转向扭矩中包括基于车辆操纵类型采用可变阻抗，以通过基于车辆操纵类型选择可调控制参数的唯一值来调整车辆转向角命令。
在一个实施例中，在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令包括将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的转向扭矩中，并且将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中包括当横向控制特征被激活时通过选择可调控制参数的值来调整转向感觉，以改善转向感觉。
附图说明
下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
图1是根据各种实施例的实施阻抗控制器的示例车辆的框图；
图2是根据各种实施例的车辆的示例转向环境的框图；和
图3是描述根据各种实施例的用于在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令的示例过程的过程流程图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和使用。此外，不打算受前面的技术领域、背景、概述或下面的详细描述中提出的任何明示或暗示的理论的约束。如这里所使用的，术语“模块”指的是任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器设备，单独地或以任何组合的方式，包括但不限于:专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、电子电路、处理器(共享的、专用的或成组的)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的组件。
这里可以根据功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解，这种块组件可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，本公开的实施例可以结合任何数量的系统来实施，并且本文描述的系统仅仅是本公开的示例性实施例。
为了简洁起见，与信号处理、数据传输、信号传输、控制、机器学习模型、雷达、激光雷达、图像分析和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作组件)相关的传统技术在此不再详细描述。此外，本文包含的各图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理连接。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。
本文描述的主题公开了用于将手动转向控制与驾驶员辅助或半自主驾驶特征(例如超级巡航(Super Cruise)、超巡航(Ultra Cruise)、车道保持辅助(LKA)、车道偏离警告(LDW)、车道居中控制(LCC)、车道保持支持(LKS)等)融合而不解除驾驶员辅助或半自主驾驶特征的装置、系统、技术和物品。以下公开内容提供了用于在车辆操作期间生成用于控制车辆的转向命令的示例系统和方法，该车辆操作将手动转向与驾驶员辅助或半自主驾驶特征融合，而不解除驾驶员辅助或半自主驾驶特征。以下公开内容提供了用于将经测量的驾驶员转向扭矩(从方向盘获得)融合到轨迹系统(例如横向控制系统)的扭矩中的示例阻抗控制系统和算法。
图1是实施阻抗控制器(impedance controller)214的示例车辆100的框图。车辆100通常包括底盘12、车身14、前轮16和后轮18。车身14布置在底盘12上，并且基本上封闭车辆100的部件。主体14和底盘12可以共同形成框架。车轮16-18每个都在主体14的相应拐角附近可旋转地连接到底盘12。车辆100在所示实施例中被描绘为客车，但是也可以使用其他车辆类型，包括卡车、运动型多功能车(SUV)、休闲车(RV)等。车辆100能够手动和半自主驾驶。
车辆100还包括推进系统20、传动系统22和转向系统24。转向系统24包括方向盘25，方向盘25通过转向柱和车轴以本领域技术人员熟知的方式连接到车轮16和/或18，其中当驾驶员转动方向盘25时，车轮16和/或18相应地转动。
车辆100还包括制动系统26、传感器系统28、致动器系统30、至少一个数据存储设备32、至少一个控制器34和通信系统36，该通信系统36被配置为向其他实体48无线传送信息以及从其他实体48无线传送信息。
数据存储装置32存储用于自动控制车辆100的数据。数据存储设备32可以是控制器34的一部分，独立于控制器34，或者是控制器34的一部分和独立系统的一部分。控制器34包括至少一个处理器44和计算机可读存储设备或介质46。尽管图1中仅示出了一个控制器34，但是车辆100的实施例可以包括任意数量的控制器34，这些控制器34通过任意合适的通信介质或通信介质的组合进行通信，并且协作来处理传感器信号、执行逻辑、计算、方法和/或算法，并且生成控制信号以自动控制车辆100的特征。在这个例子中，控制器34被配置成实现阻抗控制器214。
控制器34包括至少一个处理器和用用于配置控制器的编程指令编码的计算机可读存储设备或介质。处理器可以是任何定制的或商业上可获得的处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、与控制器相关联的几个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、它们的任何组合、或通常用于执行指令的任何设备。
计算机可读存储设备或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是一种永久性或非易失性存储器，可用于在处理器断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可以使用多种已知存储设备中的任何一种来实现，例如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储设备，其中一些表示可执行编程指令，由控制器使用。编程指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。
图2是车辆202(例如，车辆100)的示例转向环境200的框图。示例性转向环境200包括影响车轮(例如，车轮16和/或18)位置的示例性转向系统204。
转向系统204包括计算(203)车辆转向角θd的轨迹控制器206，作为当车辆202以自主或半自主方式行驶时根据计划的轨迹操纵车辆202的命令。轨迹控制器206可以实现横向控制系统和驾驶员辅助或半自主驾驶特征，例如超级巡航、超级巡航、车道保持辅助(LKA)、车道偏离警告(LDW)、车道居中控制(LCC)、车道保持支持(LKS)等。
转向系统204还包括动力转向系统，例如电动助力转向(EPS)系统208，其响应于车辆驾驶员210转动方向盘(例如，方向盘25)而提供用于转动车轮(例如，车轮16和/或18)的动力(例如，电力)转向辅助，以辅助驾驶员210转向车辆202。当车辆202以自主或半自主方式行驶时，EPS系统208还控制车轮(例如，车轮16和/或18)的转动。
EPS系统208可以仅接受转向扭矩作为命令，例如，从驾驶员210转动方向盘(例如，方向盘25)得到的经测量的驾驶员转向扭矩命令τD(201)和/或从车辆转向角θd(203)得到的控制扭矩命令τC(207)。转向控制器212还被包括在转向系统204中，用于将来自轨迹控制器206的车辆转向角θd(203)精确地转换成用于命令EPS系统208的转向控制扭矩命令τC(207)。
示例性转向系统204还包括阻抗控制器214，用于将经测量的驾驶员转向扭矩命令τD(201)融合到从轨迹控制器206获得的控制扭矩命令τC(207)中，例如从由轨迹控制器实现的横向控制系统获得的控制扭矩命令τC(207)。示例阻抗控制器214包括控制器(例如，控制器34)，该控制器由非暂时性计算机可读介质上的编程指令配置成基于由轨迹控制器206生成的车辆转向角命令θd(203)生成经阻抗调整的车辆转向角命令θr(209)，以补偿轨迹误差e(211)和响应于针对车辆202的导航驾驶员210使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令τD(201)。示例阻抗控制器214能使EPS系统208基于经测量的驾驶员转向扭矩命令τD((201)和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令θr(209)生成转向命令，以控制车轮的转动。
示例阻抗控制器214被配置成基于以下等式生成经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000091
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在s域表示中，示例阻抗控制器214可以被配置成基于s域方程生成经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000092
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在离散时间表示中，示例阻抗控制器214可以被配置成基于离散时间实现等式来生成经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000093
Figure BDA0003061931580000094
和
Figure BDA0003061931580000095
其中M,B,K是可调控制参数，t是时间，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
在示例性转向系统204中，示例性转向控制器212被配置成，当车辆以半自主模式行驶时，生成第一车辆转向控制扭矩命令τC(207)。在该模式中，示例性转向控制器212被配置成基于第一车辆转向角命令θd(203)和经测量的车辆转向角命令θm(215)之间的差eθ(213)来生成第一车辆转向控制扭矩命令τC(207)。
在示例性转向系统204中，示例性转向控制器212还被配置成基于经阻抗调整的车辆转向角命令θr(209)和经测量的车辆转向角命令θm(215)之间的差eθ，生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令。示例性转向系统204可以被配置成基于s域方程生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令:
Figure BDA0003061931580000101
Figure BDA0003061931580000102
其中Kp,Ki,Kd是已知的控制参数，并且τC是经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令。示例性动力转向系统(例如，EPS系统208)被配置成基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令生成转向命令。
在示例转向系统204中，轨迹控制器206被配置成基于轨迹误差e(211)生成第一车辆转向角命令θd(203)。轨迹控制器206可以被配置为基于s域方程生成车辆转向角命令θd(203):
Figure BDA0003061931580000103
其中Kpt,Kit,Kdt是已知的控制参数，e是轨迹误差，θd是第一车辆转向角命令。
示例阻抗控制器214可以允许转向系统将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中。这可以使转向系统在横向控制方面具有许多先进的功能。
示例阻抗控制器214被配置为基于车辆操纵的类型提供可变阻抗，以允许转向系统基于车辆操纵的类型及其对经计算的车辆转向角命令的影响来改变可变阻抗。为了使用基于车辆操纵类型的可变阻抗，阻抗控制器214被配置为基于车辆操纵类型选择可调控制参数(M,B,K)的唯一值。例如，当车辆转弯时，可以使用一组可调控制参数，当车辆直线行驶时，可以使用不同值的不同组可调控制参数。。
示例阻抗控制器214被配置成当横向控制特征被激活时允许转向系统204调整转向感觉。为了在横向控制特征被激活时调整转向感觉，阻抗控制器214被配置为通过基于车辆操纵的类型选择可调控制参数(M,B,KM)的唯一值来调整经计算的车辆转向角命令。例如，可选择可调控制参数以在各种操纵期间影响驾驶员感觉。
示例阻抗控制器214被配置成允许驾驶员保持与半自主驱动系统遵循的控制路径的预期偏移，而不解除半自主驱动系统。为了允许驾驶员保持与半自主驱动系统遵循的控制路径的预期偏移，而不解除半自主驱动系统，阻抗控制器214被配置为选择可调控制参数(M,B,KM)的值，以允许相对于控制路径的预期偏移。例如，当车辆感测到驾驶员试图保持相对于控制路径的预期偏移时，可以使用不同的一组可调控制参数，以使驾驶员更容易保持该偏移。
示例阻抗控制器214被配置成减小与预期的驾驶员超驰操纵(overridemaneuver)相反的控制扭矩量。为了减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量，阻抗控制器214被配置为选择可调控制参数(M,B,K)的值，该可调控制参数减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量。例如，当车辆感测到驾驶员正在尝试超驰操纵时，可以使用不同组的可调控制参数，以使驾驶员更容易执行超驰操纵。
示例阻抗控制器214被配置为调整可调控制参数(M,B,K)，以适应硬件差异、驾驶偏好和道路条件。例如，可以基于车辆硬件配置选择或调整一组可调控制参数，可以基于特定驾驶员的驾驶偏好选择或调整一组可调控制参数，并且可以基于道路条件选择或调整一组可调控制参数。
图3是描述用于在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令的示例过程300的过程流程图。过程300内的操作顺序不限于图3所示的顺序执行，而是可以根据本公开内容以一个或多个不同的顺序来执行。
示例过程300包括当车辆以半自主模式行驶时，由车辆中的转向控制器生成第一车辆转向控制扭矩命令(操作302)。生成第一车辆转向控制扭矩命令可以包括由转向控制器基于第一车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差来生成第一车辆转向控制扭矩命令
示例过程300包括基于为补偿轨迹误差而生成的第一车辆转向角命令和响应于车辆导航使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令来生成经阻抗调整的车辆转向角命令(操作304)。生成经阻抗调整的车辆转向角命令可以包括基于以下等式确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000121
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。生成经阻抗调整的车辆转向角命令可以包括基于s域方程确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000122
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。生成经阻抗调整的车辆转向角命令可以包括基于离散时间实现方程来确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure BDA0003061931580000123
Figure BDA0003061931580000124
和
Figure BDA0003061931580000125
其中M,B,K是可调控制参数，t是时间，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
示例过程300包括由车辆中的转向控制器基于经阻抗调整的车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差来生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令(操作306)。生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令包括，基于s域方程确定经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令：
Figure BDA0003061931580000126
其中Kp,Ki,Kd是已知的控制参数，τc是经阻抗调整的车辆转向控制转矩命令。。
示例过程300包括由车辆中的动力转向系统(例如，EPS)基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令生成转向命令(操作308)。车辆转向角命令可基于s域方程生成
Figure BDA0003061931580000127
其中Kpt,Kit,Kdt是已知的控制参数，e是轨迹误差，θd第一车辆转向角命令。
示例过程300包括根据转向命令操作车辆(操作310)。在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令可以包括将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中。
将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中可以包括，基于车辆操纵的类型采用可变阻抗来调整经计算的车辆转向角命令。基于车辆操纵类型采用可变阻抗可以包括，基于车辆操纵类型选择可调控制参数的唯一值。
将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中可以包括，当横向控制特征被激活时调整转向感觉。当横向控制特征被激活时，调整转向感觉可以包括选择可调控制参数的值，以改善转向感觉。
将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中可以包括，允许驾驶员保持相对于半自主驾驶系统遵循的控制路径的预期偏移，而不解除半自主驾驶系统。允许驾驶员保持相对于半自主驾驶系统遵循的控制路径的预期偏移而不解除半自主驾驶系统可以包括，选择可调控制参数的值，以允许相对于控制路径的预期偏移。
将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中可以包括减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量。减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩的量可以包括选择可调控制参数的值，该可调控制参数减小对抗预期超驰操纵相反的控制扭矩的量。
本文描述了用于将手动转向与驾驶员辅助或半自主驾驶特征(例如超级巡航、超级巡航、车道保持辅助(LKA)、车道偏离警告(LDW)、车道居中控制(LCC)、车道保持支持(LKS)等)融合而不解除驾驶员辅助或半自主驾驶特征的装置、系统、技术和物品。所描述的主题公开了用于将驾驶员的转向命令与来自轨迹控制系统(例如横向控制系统)的控制命令融合的装置、系统、技术和物品，而不需要精确的EPS模型或无噪声测量。所描述的主题公开了用于融合各种类型的驾驶员/控制器命令而不需要修改动力转向(例如，EPS)类型或通信协议的装置、系统、技术和物品。所描述的主题公开了装置、系统、技术和物品，其可以允许在需要时(例如，当驾驶员辅助和/或其他半自主驾驶特征被接合时)给予驾驶员足够的转向权限和改善的转向感觉。所描述的主题公开了提供阻抗控制算法以将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中的设备、系统、技术和物品。所描述的主题公开了用于将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中的装置、系统、技术和物品。所描述的主题公开了设备、系统、技术和物品可以根据操作采用可变阻抗。所描述的主题公开了装置、系统、技术和物品，当横向控制特征被激活时，它们可以改善转向感觉。所描述的主题公开了装置、系统、技术和物品，其可以允许驾驶员保持与车道中心的预期偏移，而不解除车道中心特征。所描述的主题公开了装置、系统、技术和物品，其可以允许在不解除驾驶员辅助特征的情况下减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量。所描述的主题公开了设备、系统、技术和物品可以以前述方式工作，即使当测量的驾驶员转向扭矩不能以高精度估计时。所描述的主题公开了能够基于以下等式生成车辆转向角命令的装置、系统、技术和物品:
Figure BDA0003061931580000141
其中M,B,K是可调控制参数。可选择性地选择可调控制参数，以允许将驾驶员的转向命令与来自轨迹控制系统的控制命令混合，改善转向感觉，根据操纵采用可变阻抗，允许驾驶员保持与车道中心的预期偏移而不解除车道中心特征，允许减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量而不解除驾驶员辅助特征，和/或允许在测量的驾驶员转向扭矩不能以高精度估计时实现前述特征。
前述概述了几个实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本公开的方面。本领域的技术人员应该理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他过程和结构的基础，以实现与这里介绍的实施例相同的目的和/或实现相同的优点。本领域的技术人员还应该认识到，这种等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，他们可以在此做出各种改变、替换和变更。
本领域的技术人员还应该认识到，这种等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，他们可以在此做出各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种用于在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令的方法，该方法包括:
当车辆以半自主模式行驶时，由车辆中的转向控制器生成第一车辆转向控制扭矩命令；
基于为补偿轨迹误差而生成的第一车辆转向角命令和响应于车辆导航使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令，生成经阻抗调整的车辆转向角命令；
基于经阻抗调整的车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差，由车辆中的转向控制器生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令；
基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令，由车辆中的动力转向系统生成转向命令；和
根据转向命令操作车辆。
2.根据权利要求1所述的方法，其中生成经阻抗调整的车辆转向角命令包括，基于以下等式确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure FDA0003061931570000011
Figure FDA0003061931570000012
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
3.根据权利要求2所述的方法，其中生成经阻抗调整的车辆转向角命令包括，基于s域方程确定经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure FDA0003061931570000013
Figure FDA0003061931570000014
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令。
4.根据权利要求2所述的方法，其中在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令包括将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的转向扭矩中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的转向扭矩中包括，基于车辆操纵类型采用可变阻抗，以通过基于车辆操纵类型选择可调控制参数的唯一值来调整车辆转向角命令。
6.根据权利要求4所述的方法，其中将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的扭矩中包括，当横向控制特征激活时，通过选择可调控制参数的值来调整转向感觉，以改善转向感觉。
7.根据权利要求4所述的方法，其中将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的转向扭矩中包括，通过选择允许相对于控制路径的预期偏移的可调控制参数的值，使得驾驶员能够保持相对于半自主驾驶系统遵循的控制路径的预期偏移，而不解除半自主驱动系统。
8.根据权利要求4所述的方法，其中将经测量的驾驶员转向扭矩融合到横向控制系统的转向扭矩中包括，通过选择可调控制参数的值，该可调控制参数的值减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量，减小对抗预期超驰操纵的控制扭矩量。
9.一种车辆中的系统，用于在车辆运行期间生成用于控制车辆的转向命令，该系统包括:
阻抗控制器，被配置为基于为补偿轨迹误差而生成的第一车辆转向角命令和响应于车辆导航使用车辆方向盘而生成的经测量的驾驶员转向扭矩命令来生成经阻抗调整的车辆转向角命令；
转向控制器，其被配置为在车辆以半自主模式行驶时生成第一车辆转向控制扭矩命令，并且被配置为基于经阻抗调整的车辆转向角命令和经测量的车辆转向角命令之间的差生成经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令；和
动力转向系统，其被配置为基于经测量的驾驶员转向扭矩命令和经阻抗调整的车辆转向控制扭矩命令生成转向命令；
其中所述车辆被配置成根据所述转向命令操作。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述阻抗控制器被配置为基于以下等式生成经阻抗调整的车辆转向角命令:
Figure FDA0003061931570000021
Figure FDA0003061931570000022
其中M,B,K是可调控制参数，τD是经测量的驾驶员转向扭矩命令，θd是车辆转向角命令，θr是经阻抗调整的车辆转向角命令；并且其中，阻抗控制器被配置成调节可调控制参数以适应硬件差异、驾驶偏好和/或道路条件。
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